Tài liệu Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần cơ học trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí 10 THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 NGÔ SỸ BÌNH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 NGÔ SỸ BÌNH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ 10 THPT CHUYÊN NGÀNH: Lí MÃ SỐ : 60 luận và Phương pháp dạy học bộ mônVật lí 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THẾ KHÔI HÀ NỘI, 2014 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thế Khôi, người đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này.. Tôi xin được gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, các Thầy, Cô trong khoa Vật lí Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã trang bị cho tôi vốn kiến thức quý báu để tôi có thể thực hiện thành công đề tài này. Xin được cảm ơn đến Ban giám hiệu, tổ Vật lí –KTCN, các thầy cô giáo và học sinh trường THPT Sóc Sơn, Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm. Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bạn bè, đồng nghiệp và các học viên cùng lớp đã tạo điều kiện và khích lệ tôi hoàn thành luận văn này. Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Ngô Sỹ Bình LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Những kết quả và các số liệu trong luận văn là trung thực chưa được ai công bố dưới bất cứ hình thức nào. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này. Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Người thực hiện Ngô Sỹ Bình DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN VIẾT ĐẦY ĐỦ VIẾT TẮT Bài tập BT Bài tập vật lí BTVL Chuyển động CĐ Dạy học DH Đại học ĐH Đối chứng ĐC Giáo dục & Đào tạo GD&ĐT Giáo viên GV Học sinh HS Học sinh giỏi HSG Kiểm tra KT Nhà xuất bản NXB Nhanh dần đều NDĐ Phương pháp PP Phương pháp dạy học PPDH Phương tiện dạy học PTDH Sách giáo khoa SGK Trung học phổ thông THPT Thực nghiệm TN Thực nghiệm sư phạm TNSP MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 1.Lí do chọn đề tài ................................................................................................. 1 2.Mục đích nghiên cứu đề tài ................................................................................. 3 3.Đối tượng và pham vi nghiên cứu ....................................................................... 3 4.Giả thuyết khoa học ............................................................................................ 3 5.Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................... 3 6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 4 7. Những đóng góp mới của đề tài ......................................................................... 4 8. Cấu trúc luận văn ............................................................................................... 4 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT ...................................... 6 1.1. Bồi dưỡng HSG .............................................................................................. 6 1.1.1. Quan niệm về HSG ...................................................................................... 6 1.1.2. Nội dung, phương pháp, biện pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT......... 7 1.1.2.1. Nội dung bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT ............................................. 7 1.1.2.2. Phương pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT ...................................... 7 1.1.2.3. Biện pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT ............................................ 8 1.1.2.3.1 Những năng lực, phẩm chất cần có của HSG .......................................... 8 1.1.2.3.2. Một số biện pháp phát hiện và bồi dưỡng HSG ...................................... 9 1.2. Hướng dẫn HSG giải BTVL ......................................................................... 11 1.2.1. Quan niệm về BTVL ................................................................................. 11 1.2.2.Vai trò của BTVL trong bồi dưỡng HSG .................................................... 12 1.2.3. Phân loại BTVL ......................................................................................... 14 1.2.4. Tính tích cực và năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động giải bài tập của HS ....................................................................................................................... 17 1.2.4.1 Tính tích cực của HS trong học tập .......................................................... 17 1.2.4.2 Khái niệm về năng lực ............................................................................. 18 1.2.4.3. Mối quan hệ giữa phát triển năng lực và nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo ...................................................................................................................... 18 1.2.4.4. Tiêu chuẩn phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong giải BT vật lí ...... 19 1.2.5 Phương pháp giải BTVL ............................................................................. 19 1.2.5.1. Phương pháp chung giải BTVL............................................................... 19 1.2.5.2. Phương pháp giải BTVL phần Cơ học Vật lí 10 THPT trong bồi dưỡng HSG .................................................................................................................... 22 1.2.6. Hướng dẫn HSG giải BTVL ...................................................................... 30 1.2.6.1. Cơ sở định hướng việc hướng dẫn giải BTVL ........................................ 30 1.2.6.2. Các kiểu hướng dẫn ................................................................................ 30 1.2.6.3. Yêu cầu của các câu hỏi định hướng tư duy cho HS ................................ 32 1.2.7. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập cho bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT ............................................................................................................................ 35 1.2.8. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập trong dạy học một chương ................ 37 1.2.8.1. Xác định cấu trúc logíc nội dung chương ................................................ 37 1.2.8.2. Phân loại bài tập ..................................................................................... 37 1.2.8.3.Xây dựng hệ thống bài tập ....................................................................... 38 1.2.8.4. Sử dụng và hướng dẫn HS giải hệ thống bài tập đã xây dựng theo kế hoạch và mục đích đặt ra ............................................................................................... 39 1.3. Thực trạng bồi dưỡng HSG Vật lí phần Cơ học ở trường THPT ................. 42 1.3.1. Đối tượng, phương pháp điều tra ............................................................... 42 1.3.2. Kết quả điều tra ......................................................................................... 43 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .................................................................................... 46 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC - VẬT LÍ 10 THPT TRONG BỒI DƯỠNG HSG ............................................................................ 47 2.1. Mục tiêu dạy học phần “Cơ học”- Vật lí 10 THPT ........................................ 47 2.1.1. Nội dung kiến thức phần “Cơ học”- Vật lí 10 THPT ................................. 47 2.1.2. Mục tiêu dạy học phần “Cơ học”- Vật lí 10 THPT .................................... 60 2.1.3. Phân loại BT phần “Cơ học”- Vật lí 10 THPT và phương pháp giải từng loại ............................................................................................................................ 64 2.1.3.1. Chủ đề 1: Động học chất điểm ................................................................ 64 2.1.3.2. Chủ đề 2: Động lực học chất điểm .......................................................... 66 2.1.3.3. Chủ đề 3: Tĩnh học vật rắn ...................................................................... 70 2.1.3.4. Chủ đề 4: Các định luật bảo toàn............................................................. 72 2.2. Hệ thống bài tập phần Cơ học Vật lí 10 trong bồi dưỡng HSG ..................... 76 2.2.1. Chủ đề 1: Động học chất điểm ................................................................... 77 2.2.2. Chủ đề 2: Động lực học chất điểm ............................................................. 83 2.2.3. Chủ đề 3: Tĩnh học vật rắn ......................................................................... 92 2.2.4. Chủ đề 4: Các định luật bảo toàn ............................................................. 101 2.3. Sử dụng hệ thống BT phần Cơ học Vật lí 10 trong bồi dưỡng HSG ........... 109 2.4. Hướng dẫn hoạt động giải BT phần Cơ học Vật lí 10 trong bồi dưỡng HSG .................................................................................................................. 109 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................................. 124 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................... 125 3.1. Mục đích TNSP .......................................................................................... 125 3.2. Nhiệm vụ TNSP ......................................................................................... 125 3.3. Đối tượng TNSP ......................................................................................... 125 3.4. Tiến hành TNSP ........................................................................................ 126 3.5. Phân tích kết quả TNSP .............................................................................. 127 3.5.1. Căn cứ đánh giá ...................................................................................... 127 3.5.2. Diễn biến TNSP ....................................................................................... 127 3.5.3.Đánh giá kết quả TNSP........................................................................... 128 3.5.3.1 Phân tích về mặt định tính...................................................................... 128 3.5.3.2 Phân tích về mặt định lượng................................................................... 129 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .................................................................................. 133 KẾT LUẬN ...................................................................................................... 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 136 PHỤ LỤC 1 MỞ ĐẦU 1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI HSG là HS chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết khoa học, là người cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó. Trên thế giới, việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu. Có thể nói, hầu như tất cả các nước đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi dưỡng HS giỏi trong chiến lược phát triển chương trình GD phổ thông . Đảng và Nhà nước ta đã khẳng định nhiệm vụ của ngành giáo dục là nâng cao dân trí, phổ cập giáo dục phổ thông cho toàn dân, đồng thời là bồi dưỡng nhân tài, phát hiện các HS có năng khiếu ở trường phổ thông và có kế hoạch đào tạo riêng để họ thành những cán bộ khoa học kĩ thuật nòng cốt. “Bồi dưỡng nhân tài” là một nội dung quan trọng trong nhiều nghị quyết, chủ trương của Đảng và Nhà nước. Hiện nay HSG được rèn luyện trong các trường học riêng, thường gọi là trường chuyên, trường năng khiếu của các tỉnh, thành phố. Tuy nhiên, không phải tất cả HSG đều được học tập trong những trường đặc biệt như vậy mà vẫn có một tỉ lệ không nhỏ những HSG ở cả thành phố, nông thôn cũng như những HS sinh sống tại những vùng khó khăn, xa trung tâm đô thị và những HS là người dân tộc thiểu số, đang theo học tại các trường THPT không chuyên. Do vậy, các trường THPT đều xây dựng kế hoạch và tổ chức bồi dưỡng HSG đối với bộ môn vật lí cũng như tất cả các môn học khác. Trong quá trình giảng dạy, một trong những nhiệm vụ quan trọng của mỗi giáo viên là phát hiện và bồi dưỡng HSG bộ môn, từ đó động viên các em tự học, tự bồi dưỡng và nâng cao kiến thức, chất lượng học tập.. Thông thường trong quá trình bồi dưỡng HSG, GV thường xây dựng hay lựa chọn hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh giải chúng. Hệ thống bài tập này phải đa dạng, phải có tính tổng hợp và chuyên sâu. Nếu giáo viên xây dựng được hệ thống BT và rèn luyện HS có phương pháp giải chúng một cách thích hợp, khoa học thì các em sẽ hứng thú, tích cực, tự lực trong học tập. Việc rèn luyện PP giải BT cho 2 HS vừa có tác dụng củng cố kiến thức và mở rộng hiểu biết của HS, vừa tập cho HS vận dụng kiến thức đã học vào những trường hợp cụ thể, vào những hoàn cảnh mới, tức là tập cho các em sáng tạo. Đối với bộ môn vật lí, phần cơ học là phần đầu tiên trong chương trình Vật lí lớp 10, cũng là phần mở đầu trong chương trình vật lí THPT. Đó là phần kiến thức hết sức cơ bản, có vai trò tạo dựng nền tảng cho tư duy, cho việc học vật lí của HS trong cả cấp học. Và như vậy, việc rèn luyện PP giải BT phần cơ học cho HS thông qua hệ thống bài tập đã được xây dựng là khâu then chốt, là một trong những yếu tố quyết định chất lượng quá trình dạy và học bộ môn vật lí. Đã có nhiều tài liệu, đề tài khoa học nghiên cứu về việc xây dựng và sử dụng BT trong dạy học các môn học nói chung và môn Vật lí nói riêng như: Nguyễn Thị Mai Anh (2002), Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS lớp 10 THPT qua giải bài tập Vật lí bằng PP véc tơ, Luận văn thạc sĩ - Trường Đại học Thái Nguyên; Trần Thị Mai (2011), Xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập chương Động lực học chất điểm thuộc chương trình vật lí lớp 10 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi, Luận văn Thạc sĩ -Trường Đại học Giáo dục; Nguyễn Minh Nguyệt (2013), Soạn thảo hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “ Điện tích- điện trường” – Vật lí 11 theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh, Luận văn thạc sĩ - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội,…. Như bản thân tôi thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng HSG ở trường THPT trong nhiều năm nên đã tìm đọc các tài liệu tham khảo và các đề tài nghiên cứu về BT vật lí. Thực tế, số lượng BT trong các tài liệu tham khảo là rất nhiều cho nên việc lựa chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phù hợp với từng loại đối tượng HS là rất cần thiết. Tuy nhiên, các tác giả của các luận văn, luận án và tài liệu tham khảo kể trên chỉ chủ yếu nghiên cứu cho HS đại trà và chỉ trong một chương hay một số bài học ở một chương, còn trong việc bồi dưỡng HSG ở các trường chuyên và đặc biệt là ở các các trường không chuyên từng phần học ( bao gồm một số chương) thì còn chưa có nhiều người nghiên cứu. 3 Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần Cơ học trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 10 THPT”. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần Cơ học trong việc bồi dưỡng HSG bộ môn Vật lí lớp 10 THPT nhằm phát triển tính tích cực và năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU -Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học BT của GV và HS trong bồi dưỡng HSG ở trường THPT. -Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống BT phần Cơ học trong việc bồi dưỡng HSG môn Vật lí 10 cấp Sở Giáo dục và Đào tạo ở một số trường THPT không chuyên thuộc huyện Sóc Sơn, Hà Nội . 4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu xây dựng được một hệ thống BT phù hợp với mục tiêu bồi dưỡng đối tượng HSG và hướng dẫn các em tích cực, tự lực giải nó, rút ra được các PP giải BT phần Cơ học Vật lí lớp 10 THPT thì sẽ phát triển tính tích cực và năng lực giải quyết vấn đề, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng kiến thức của họ. 5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lí luận về việc bồi dưỡng HSG ở trường phổ thông và phát triển tính tích cực và năng lực giải quyết vấn đề của HS trong học tập . - Nghiên cứu lí luận về dạy học giải BTVL ở trường phổ thông . - Điều tra thực trạng bồi dưỡng HSG vật lí ở các trường THPT không chuyên. - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc đặc điểm phần Cơ học - Vật lí 10 THPT (cả chương trình chuẩn và nâng cao). - Xây dựng hệ thống BT phần Cơ học Vật lí 10 THPT nhằm bồi dưỡng HSG và thiết kế tiến trình dạy học hướng dẫn HSG giải nó . - TN sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống BT đã xây 4 dựng cũng như cách sử dụng nó trong việc bồi dưỡng HSG . 6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong luận văn, chúng tôi sử dụng phối hợp một số phương pháp nghiên cứu khoa học sau: - Nghiên cứu lí luận: + Nghiên cứu lí luận về bài tập vật lí trong việc bồi dưỡng HSG ở trường phổ thông. + Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, sách giáo viên và các tài liệu liên quan đến phần Cơ học dùng cho việc giảng dạy và học tập bộ môn Vật lí lớp 10. - Nghiên cứu thực tiễn: Điều tra tình hình thực tế về bồi dưỡng HSG bộ môn vật lí lớp 10 ở trường THPT. - Thực nghiệm sư phạm: + Tiến hành bồi dưỡng HSG tại các lớp thực nghiệm (theo hướng nghiên cứu của đề tài) theo kế hoạch và yêu cầu của Sở GD&ĐT Hà Nội tại trường:THPT Sóc Sơn và THPT Kim Anh thuộc Huyện Sóc Sơn, Hà Nội. + Đánh giá và so sánh kết quả bồi dưỡng HSG phần Cơ học – Vật lí 10 THPT ở các lớp thực nghiệm với các lớp đối chứng nhằm kiểm tra giả thuyết nêu ra bằng PP thống kê toán học. Từ đó, điều chỉnh, bổ sung và hoàn thiện hệ thống bài tập cũng như cách sử dụng nó. 7. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN - Làm sáng tỏ một số cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng HSG môn Vật lí ở trường phổ thông . - Hệ thống bài tập phần Cơ học và cách sử dụng nó đã soạn thảo có thể được dùng làm tài liệu tham khảo cho GV và HS trong dạy học phần Cơ học – Vật lí 10 THPT nhằm bồi dưỡng HSG. 8. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm ba chương : Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ thống 5 bài tập phần Cơ học trong bồi dưỡng HSG môn Vật lí ở trường phổ thông. Chương 2. Hệ thống bài tập phần Cơ học - Vật lí 10 THPT trong bồi dưỡng HSG. Chương 3 . Thực nghiệm sư phạm. 6 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1. Bồi dưỡng HSG 1.1.1. Quan niệm về HSG Hầu như tất cả các nước trên thế giới đều coi trọng vấn đề phát hiện, đào tạo và bồi dưỡng HSG trong chiến lược phát triển chương trình giáo dục phổ thông. Trong bộ Luật bang Georgia ở Mỹ định nghĩa HSG như sau: “HSG là HS chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết hoặc khoa học; là người cần một sự giáo dục đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó”[20] . Trên thế giới việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu. Ở Trung Quốc, từ đời nhà Đường những trẻ em có tài đặc biệt được mời đến sân Rồng để học tập và được giáo dục bằng những hình thức đặc biệt. Ở châu Âu trong suốt thời Phục hưng, những người có tài năng về nghệ thuật, kiến trúc, văn học... đều được nhà nước và các tổ chức cá nhân tài trợ, giúp đỡ. Đối với nước ta hiện nay,mỗi tỉnh hay thành phố đều có một trường chuyên, năng khiếu. Hệ thống các trường ấy đã có những đóng góp to lớn trong việc phát hiện và bồi dưỡng HS có năng khiếu, nhằm đào tạo nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài tương lai cho đất nước. Tuy nhiên, do nhiều yếu tố, vẫn còn có những HS có năng lực học tập đã và đang theo học tại các trường THPT không chuyên. Việc phát hiện và bồi dưỡng những HS này đã được các trường THPT đưa vào kế hoạch năm học. Hằng năm, ở các trường THPT đều tổ chức thi Olympic các môn học và các Sở GD&ĐT các tỉnh cũng tổ chức kì thi chọn HS giỏi rồi chọn các thành viên của đội tuyển Olympic từng môn trước khi chọn đội tuyển thi chọn HSG quốc gia. Trong phạm vi đề tài, chúng tôi chỉ tập trung nghiên cứu về công tác bồi dưỡng HSG ở các trường THPT không chuyên. 7 1.1.2. Nội dung, phương pháp, biện pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT 1.1.2.1. Nội dung bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT Nội dung của chương trình dành cho HSG ở các nước đều hướng tới một số mục tiêu chính sau [20] : + Phát triển phương pháp tư duy ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của HS. + Bồi dưỡng sự lao động, làm việc sáng tạo. + Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời. + Nâng cao ý thức và khát vọng của HS về sự tự chịu trách nhiệm. + Khuyến khích sự phát triển về lương tâm và ý thức trách nhiệm trong đóng góp cho xã hội. +Phát triển phẩm chất lãnh đạo (giáo dục Singapore, website http:/w.w.w.moe.gov.sg/gifted) [20]. Tóm lại, nội dung bồi dưỡng HSG của các nước và ở cả Việt Nam là tập trung phát hiện và bồi dưỡng HSG trên các lĩnh vực trí tuệ ( intellectual), sáng tạo ( creative), nghệ thuật ( arts), khả năng lãnh đạo (leadership) và lĩnh vực lí thuyết (academic). 1.1.2.2. Phương pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT - Nhiều tài liệu đã khẳng định : HSG có thể học bằng nhiều cách khác nhau và tốc độ nhanh hơn so với các bạn cùng lớp vì thế cần có một chương trình dành cho HSG để phát triển và đáp ứng được tài năng của họ. Theo Freeman [ Freeman etal, 1999], có hai phương pháp mà nhà truờng có thể vận dụng trong việc dạy cho HSG : + Đẩy nhanh tốc độ học tập của HS bằng cách chuyển chúng lên học cùng với nhóm HS lớn tuổi hoặc “chất đầy” thêm tư liệu mà chúng có thể học. + Làm giàu, mở rộng và đào tạo sâu thêm các tư liệu học tập cho người học . Nhiều nước thường vận dụng một chương trình đặc biệt với cách dạy đặc biệt cho phép HS học dồn, học tắt, tích hợp nội dung các môn học hoặc ghép chương 8 trình môn học của hai, ba năm để HS có thể đẩy nhanh, tốt nghiệp phổ thông sớm hơn các HS bình thường. Từ điển bách khoa Wikipedia trong mục Giáo dục HSG (gifted education) nêu lên các hình thức sau đây: - Lớp riêng biệt (Separate classes): HSG được rèn luyện trong một lớp hoặc một trường học riêng, thường gọi là lớp chuyên, lớp năng khiếu. - Phương pháp Mông-te-xơ-ri (Montessori method): Trong một lớp HS chia thành ba nhóm , nhà trường mang lại cho HS những cơ hội vượt lên so với các bạn cùng nhóm tuổi. PP này đòi hỏi phải xây dựng được các mức độ khá tự do, rất có lợi cho những HSG trong hình thức học tập với tốc độ cao. - Tăng gia tốc (Acceleration): Những HS xuất sắc xếp vào một lớp có trình độ cao với nhiều tài liệu tương ứng với khả năng của mỗi HS. - Học tách rời (Pull-out): Có một phần thời gian theo lớp HSG, phần còn lại học lớp thường. - Làm giàu tri thức (Enrichment) : Toàn bộ thời gian HS học theo lớp bình thường, nhưng nhận tài liệu mở rộng để thử sức, tự học ở nhà. - Trường mùa hè (Summer school) bao gồm nhiều course học được tổ chức vào mùa hè. - Sở thích riêng (Hobby) : Ở một số môn thể thao như cờ vua.. được tổ chức dành để cho HS thử trí tuệ sau giờ học ở trường. 1.1.2.3. Biện pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT 1.1.2.3.1 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi a. Năng lực và phẩm chất của một HSG nói chung được thể hiện qua các mặt sau: Năng lực tiếp thu kiến thức, năng lực suy luận logic,năng lực diễn đạt, năng lực lao động sáng tạo, năng lực kiểm chứng, năng lực thực hành. b. Những phẩm chất và năng lực quan trọng nhất của một HSG môn vật lí đó là: - Có năng lực tư duy tốt và sáng tạo; - Có kiến thức vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống; 9 - Có kỹ năng thực nghiệm tốt, có năng lực về phương pháp nghiên cứu khoa học vật lí . 1.1.2.3.2. Một số biện pháp phát hiện và bồi dưỡng HSG Trong quá trình bồi dưỡng HSG, GV cần hướng các em học tập nhằm trang bị những kiến thức, kỹ năng, giúp họ học hỏi, tự sáng tạo nhằm phát huy tối đa năng lực của mình, thông qua một số biện pháp chính sau: 1)Tổ chức phát hiện, tuyển chọn HSG Xuất phát từ thực tế không phải mọi HS có xếp loại học lực giỏi đều là các em có năng khiếu cần bồi dưỡng và ngược lại HS có năng khiếu chưa hẳn đã là các em được xếp loại học lực giỏi. Cho nên làm thế nào để phát hiện được HS có năng khiếu, từ đó tuyển chọn và tiến hành bồi dưỡng HSG cho từng khối lớp là công việc quan trọng. Phát hiện đúng sẽ giúp tuyển chọn dễ dàng và nó còn mang một ý nghĩa định hướng phát triển đúng đắn cho một nhân cách. Vì thế, việc phát hiện và tuyển chọn được HS năng khiếu là một bản lề, là xuất phát điểm của việc bồi dưỡng HSG. Đồng thời nó mang ý nghĩa giáo dục to lớn . Định hướng sai khả năng phát triển của HS gây nên sự khiên cưỡng, gò bó rất có hại cho một nhân cách đang hình thành và phát triển. Đây cũng là cái khó trong phát hiện và tuyển chọn HS năng khiếu. Dựa vào yếu tố này, công tác tuyển chọn HSG ở THPT được tiến hành với HS thông thường ngay từ lớp 10 THPT. 2) Kích thích động cơ học tập của HS - Chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất dạy học như : + Xây dựng môi trường dạy học phù hợp. + Chuẩn bị tài liệu; phương tiện, thiết bị dạy học (máy tính, máy chiếu, tranh ảnh, hình vẽ, băng hình, mô hình, dụng cụ thí nghiệm…) đầy đủ. + Cơ sở vật chất đầy đủ: phòng học, phòng thí nghiệm, phòng bộ môn… - Xây dựng niềm tin trong mỗi HS bằng cách + Làm cho mỗi HS thấy việc học trong đội tuyển trở thành niềm vui, niềm vinh dự cho bản thân, gia đình và nhà trường. + Thường xuyên quan tâm, giúp đỡ và nắm bắt tâm lí của mỗi HS. 10 +Giao các nhiệm vụ vừa sức cho HS và nâng dần độ khó của yêu cầu. + Khuyến khích và động viên kịp thời đối với từng HS (có chế độ khen thưởng rõ ràng). - Thường xuyên kiểm tra, đánh giá năng lực của từng HS và từ đó uốn nắn, điều chỉnh, bổ sung và nâng cao kiến thức, kĩ năng cho các em 3) Soạn thảo nội dung dạy học và có phương pháp dạy học phù hợp - Nội dung dạy học + Hệ thống lí thuyết phải được biên soạn chính xác, đầy đủ, rõ ràng, ngắn gọn, dễ hiểu, bám sát yêu cầu của chương trình thi HSG cấp tỉnh, cấp thành phố. + Hệ thống BT phải được lựa chọn kĩ càng, phong phú, đa dạng giúp HS đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo, PP giải BT và phát triển tư duy cho HS. - Phương pháp dạy học + Kết hợp linh hoạt giữa các PP thuyết trình; vấn đáp, đàm thoại; phát hiện và giải quyết vấn đề; đàm thoại nêu vấn đề… + Phát tài liệu trước để HS nghiên cứu ở nhà, khi đến lớp GV sẽ giải đáp những thắc mắc của HS và giảng giải những phần khó, phức tạp. + Chia lớp học thành nhiều nhóm, giao nhiệm vụ cho từng nhóm. GV tổ chức cho từng nhóm báo cáo, các nhóm còn lại lắng nghe, chất vấn, nhận xét, cho điểm; cuối cùng GV tổng kết, đánh giá chung. + Tổ chức cho HS tham gia các chuyên đề nghiên cứu khoa học (dạy học dự án) phù hợp với năng lực của HS. 4) Kiểm tra đánh giá - Đánh giá HSG dựa trên khả năng tinh thần, trí tuệ, sáng tạo và động cơ học tập trong quá trình tham gia bồi dưỡng HSG. - GV cần xây dựng và lập ra các đề tài nghiên cứu khoa học của bộ môn và tổ chức hướng dẫn cho HS được tham gia nghiên cứu các đề tài đó. - Để đánh giá chính xác khả năng của HSG cần sử dụng nhiều loại hình đánh giá, nhiều PP: trắc nghiệm, quan sát, phỏng vấn, thuyết trình, thảo luận… 11 - Trong quá trình dạy học, cần kết hợp một cách hợp lí hình thức thi, kiểm tra trắc nghiệm tự luận với trắc nghiệm khách quan. - Nội dung đề thi cần kiểm tra được một cách toàn diện trình độ của HS. Chỉ ra các BT yêu cầu HS phải suy luận, lập luận logic mới có thể giải quyết được. - GV cần bồi dưỡng năng lực tự kiểm tra, đánh giá cho HSG: Sau mỗi lần kiểm tra GV tổ chức sửa đề kiểm tra rồi cho HS tự chấm điểm hoặc cho HS chấm chéo bài cho nhau, sau đó GV rà soát lại. Nếu cách làm này lặp lại nhiều lần sẽ giúp cho HS học hỏi được kinh nghiệm lẫn nhau, rèn luyện tính trung thực, nâng cao trình độ. - Đề kiểm tra đổi mới theo hướng: GV ra một đề gốc và yêu cầu HS hãy soạn những đề kiểm tra khác nhau dựa vào các những số liệu ở đề gốc. - Tổ chức cho HS tham gia xây dựng các dự án học tập, tổ chức báo cáo trước tập thể lớp, cho các nhóm nhận xét, đánh giá lẫn nhau. - Tổ chức các câu lạc bộ học tập của từng bộ môn để HS tham gia, điều hành hoạt động. - Tổ chức cho HS đi tham quan các nhà máy, cơ sở sản xuất… và yêu cầu HS tổ chức báo cáo các kết quả thu thập được. 1.2. Hướng dẫn HSG giải BTVL 1.2.1. Quan niệm về bài tập Vật lí Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề hay một câu hỏi cần được giải đáp nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm vật lí trên cơ sở sử dụng các định luật và các PP của vật lí học là BTVL. BTVL là một phần hữu cơ của quá trình dạy học vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lí, phát triển tư duy vật lí và thói quen vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn. BTVL cũng có thể được sử dụng để hình thành kiến thức mới trong khi giải quyết một vấn đề nào đó. Như vậy BTVL chứa đựng cả hai ý nghĩa khác nhau là vận dụng kiến thức cũ và tìm kiếm kiến thức mới. Khái niệm BTVL nêu trên đây được nhiều nhà lí luận dạy học và GV bộ môn tán thành.